專利名稱：排除通信信道的窄帶噪聲的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及通信領(lǐng)域。更具體而言，本發(fā)明涉及一個(gè)或多個(gè)通信信道的數(shù)字濾波。
背景技術(shù)：
干擾信號(hào)可能引起信噪比(“SNR”)和比特能量噪聲比(“Eb/No”)或比特能量干擾比(“Eb/I”)或載波干擾比(“C/I”)的降低，這些干擾信號(hào)通常在通信信道中隨沿傳輸介質(zhì)(例如，同軸電纜、無(wú)屏蔽導(dǎo)體、波導(dǎo)、室外乃至光纖或基于光纖的RF)傳輸?shù)钠谕慕邮招盘?hào)出現(xiàn)在接收機(jī)輸入端。這些降低和干擾可能出現(xiàn)在通信技術(shù)中，包括例如分別根據(jù)3G CDMA 2000和UMTS標(biāo)準(zhǔn)操作的CDMA、EVDO和WCDMA，以及TDMA和GSM。信號(hào)質(zhì)量衰減和它引起的Eb/I降低可能限制在傳輸介質(zhì)上的帶寬。來(lái)自在通信信道頻率范圍內(nèi)信號(hào)之外的干擾也可能降低信道的Eb/I，并減少信道可能傳送的數(shù)據(jù)量和/或可能使通信信道的接收機(jī)阻塞或飽和。在某些情況下，它可能引起全部頻率信道的丟失。此外，在某些情況下，例如，由于干擾信號(hào)引起的Eb/I降低可能使通信(業(yè)務(wù)或控制)信道不能工作，甚至?xí)档突镜娜萘俊?br> 為了改善在長(zhǎng)距離傳輸?shù)男盘?hào)的Eb/I，并相應(yīng)地增加傳輸距離和/或數(shù)據(jù)速率，可以沿傳輸路徑每隔一段距離來(lái)設(shè)置信號(hào)中繼器。中繼器是眾所周知的設(shè)備，它可以被應(yīng)用于光學(xué)、微波和射頻(RF)通信系統(tǒng)。中繼器已經(jīng)被用作蜂窩傳輸系統(tǒng)的一部分，用于擴(kuò)展在蜂窩基站和蜂窩手機(jī)之間的覆蓋范圍。
然而，在頻譜頻率范圍(“工作頻帶”)(例如、800MHz、900MHz、PCS、公共安全、或任何其它的網(wǎng)絡(luò)工作頻帶)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)頻率上使用用于一個(gè)或多個(gè)信道的寬帶中繼器(例如，工作頻率的通帶范圍)可能產(chǎn)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)的噪聲干擾。而且，在中繼器的附近、以及在要中繼的一個(gè)通信信道的頻率范圍內(nèi)存在的干擾信號(hào)，也可以被中繼器中繼和放大，從而實(shí)際上降低要中繼的通信信道的Eb/I。干擾信號(hào)可能進(jìn)一步引入對(duì)基站接收機(jī)的干擾，這種干擾可以引起例如CDMA小區(qū)收縮，或者會(huì)降低基站容量?，F(xiàn)在參考圖1A，圖1A示出了舉例說(shuō)明第一蜂窩運(yùn)營(yíng)商的頻帶或信道(例如每個(gè)頻帶125MHz)的頻譜圖，該頻帶或信道可用于CDMA信道的“工作頻帶”的頻率范圍。如圖1A中所示，在第一蜂窩運(yùn)營(yíng)商的第二通信信道的頻率范圍內(nèi)，由某些外部信號(hào)源引入了例如帶寬為25KHz的窄帶干擾信號(hào)。該干擾信號(hào)會(huì)降低一個(gè)或多個(gè)通信信道的Eb/I，而且常規(guī)的中繼器的使用會(huì)增強(qiáng)干擾信號(hào)，并降低它所干擾的通信信道的Eb/I。中繼器作為蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一部分，通常安裝在遠(yuǎn)離基站覆蓋范圍的地理位置。干擾可能出現(xiàn)在中繼器接收機(jī)視距的附近，或者在基站接收機(jī)視距的附近，并且會(huì)產(chǎn)生從視距到基站接收機(jī)的問(wèn)題。中繼器和/或基站一般不能解決這些問(wèn)題。
圖1B顯示了舉例說(shuō)明第二蜂窩運(yùn)營(yíng)商可能采用的信道頻帶的頻譜圖，第二蜂窩運(yùn)營(yíng)商可能與圖1A的第一蜂窩運(yùn)營(yíng)商在相同的地理位置中使用這些信道頻帶。然而，圖1B的第二運(yùn)營(yíng)商可能使用比圖1A中第一運(yùn)營(yíng)商所使用的帶寬更窄(例如200KHz)的通信信道，并且可以使用具有鄰近頻帶的兩個(gè)或多個(gè)通信信道，以產(chǎn)生需要的業(yè)務(wù)容量。例如，一個(gè)信道可以主要用于業(yè)務(wù)，其它的信道可以主要用于接入。所有的信道通常需要是可操作的，以便可以充分地進(jìn)行通信。這種情況可能通常出現(xiàn)在較為寬闊的區(qū)域中，例如出現(xiàn)在州之間、國(guó)家之間，或者在靠近諸如湖泊和海洋等水流的區(qū)域中。由于水是RF波的良好導(dǎo)體，因此在水源附近設(shè)置的基站可能從遠(yuǎn)處基站乃至從遠(yuǎn)處國(guó)家接收到干擾信號(hào)。因此，如圖1A中所示，運(yùn)營(yíng)商B的頻帶，例如，在圖1B中的第三信道，可能與運(yùn)營(yíng)商A的頻帶重疊并干擾運(yùn)營(yíng)商A的頻帶，例如圖1A中的第二信道。此外或或者另一種情況下，如圖1B中所示，運(yùn)營(yíng)商A的頻帶，例如在圖1A中的第四信道，可以與運(yùn)營(yíng)商B的頻帶重疊并干擾運(yùn)營(yíng)商B的頻帶，例如圖1B中的第六信道。
不使用中繼器的另一個(gè)示例性情況是室外環(huán)境的情況。在室外環(huán)境中，工作的基站接收機(jī)中可能存在例如諸如電視臺(tái)或其它蜂窩運(yùn)營(yíng)商的干擾信號(hào)的干擾。這些干擾可能影響基站，例如引起小區(qū)收縮和/或降低基站容量。當(dāng)蜂窩基站接收到有例如圖1A或圖1B中所示的干擾信號(hào)的通信信道時(shí)，該干擾信號(hào)可能對(duì)基站接收機(jī)產(chǎn)生不利影響。接收機(jī)可能不能夠從信道中提取數(shù)據(jù)，或者在某些情況下，接收機(jī)可能完全阻塞接收機(jī)容量或控制信道。
干擾信號(hào)可能具有固定的性質(zhì)，具有相對(duì)固定的頻率和幅度?；蛘?，干擾信號(hào)可能是間歇的并具有不穩(wěn)定的性質(zhì)。
從圖1A和圖1B中應(yīng)當(dāng)清楚地看到，在給定的地理位置中由一個(gè)或多個(gè)無(wú)線服務(wù)運(yùn)營(yíng)商/提供商使用的通信信道的中心頻率和頻帶大小可能變化相當(dāng)大，因此，當(dāng)經(jīng)過(guò)中繼器和/或在基站的輸入級(jí)時(shí)，每個(gè)信道可能有顯著不同的濾波需求。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種用于進(jìn)行通信信道的數(shù)字濾波的系統(tǒng)和方法，其中包括調(diào)整信道中心頻率。該系統(tǒng)和方法使得可以例如，隔離與單獨(dú)的通信信道和/或通信信道組相關(guān)的頻率，在一些情況下，能夠提取或排除與窄帶噪聲相關(guān)的頻率，或來(lái)自通信信道的干擾。考慮到噪聲的動(dòng)態(tài)性質(zhì)和通信信道的中心頻率會(huì)發(fā)生偏移的可能性、或通信信道的頻帶大小或帶寬會(huì)擴(kuò)展或收縮的情況下，該系統(tǒng)和方法能夠例如調(diào)整信道中心頻率。
本發(fā)明的一些實(shí)施例涉及通過(guò)對(duì)在基站接收的通信信號(hào)進(jìn)行濾波、和/或通過(guò)排除在基站或中繼器中的窄帶噪聲/干擾，對(duì)一個(gè)或多個(gè)通信信道的進(jìn)行數(shù)字濾波以有利于中繼器操作。
本發(fā)明的一些實(shí)施例涉及可以接收特定頻率上與特定的通信信道相關(guān)的信號(hào)的接收機(jī)。模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以產(chǎn)生與接收信號(hào)相關(guān)的數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)可以通過(guò)數(shù)字濾波器，該數(shù)字濾波器用于濾波數(shù)字信號(hào)并通過(guò)位于通信信道的特定頻率的頻率或其周圍的頻率分量。數(shù)模轉(zhuǎn)換器可以產(chǎn)生與濾波的數(shù)字信號(hào)相關(guān)的模擬信號(hào)。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以將模擬信號(hào)通過(guò)或者直接或間接地輸入到基站接收機(jī)中。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)可以向基站、手機(jī)或中繼器重新發(fā)送模擬信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，可以包括第二數(shù)字濾波器，該濾波器用于通過(guò)與第二通信信道相關(guān)的第二頻率上或其周圍的頻率分量。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，可以包括下變頻器，該下變頻器用于將接收的信號(hào)下變頻到中頻信號(hào)?；蛘撸撓伦冾l器可以將接收的信號(hào)下變頻到期望的射頻信號(hào)。此外或作為替代，可以包括上變頻器，它用于將與濾波的數(shù)字信號(hào)相關(guān)的模擬信號(hào)上變頻到發(fā)射頻率。
根據(jù)本發(fā)明的一些其他實(shí)施例，數(shù)字濾波器可用于濾除干擾信號(hào)。該數(shù)字濾波器可以是陷波濾波器或兩個(gè)具有部分重疊的通帶特性的濾波器的組合。
根據(jù)本發(fā)明一些其他的實(shí)施例，控制單元可以根據(jù)在濾波參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的數(shù)字濾波參數(shù)和/或系數(shù)，來(lái)編程第一和/或第二數(shù)字濾波器?？刂破鬟€可以通過(guò)調(diào)制解調(diào)器接收來(lái)自遠(yuǎn)程位置的數(shù)字濾波參數(shù)和/或系數(shù)。
控制單元可以接收來(lái)自根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)性能監(jiān)視器的信號(hào)，該信號(hào)指示性能參數(shù)，諸如信號(hào)延遲、相移、增益和噪聲/干擾的存在。響應(yīng)該性能監(jiān)視信號(hào)，控制器可以調(diào)整或改變一個(gè)或多個(gè)數(shù)字濾波器的數(shù)字濾波參數(shù)和/或系數(shù)，以便使系統(tǒng)性能落入工作要求范圍。
根據(jù)本發(fā)明的一些其他實(shí)施例，在濾波之前或之后，可以以偏移頻率Fshift將數(shù)字信號(hào)與數(shù)字正弦信號(hào)進(jìn)行混頻。可以響應(yīng)于性能監(jiān)視信號(hào)或者基于通過(guò)調(diào)制解調(diào)器接收的指令，通過(guò)控制器來(lái)設(shè)置和調(diào)整偏移的頻率。
根據(jù)本發(fā)明的一些其他實(shí)施例，可以向基站接收機(jī)的輸入提供由數(shù)模轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的模擬信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的一些其他實(shí)施例，一個(gè)或多個(gè)濾波元件可以包括時(shí)域到頻域轉(zhuǎn)換引擎、幀整形單元和頻域到時(shí)域轉(zhuǎn)換引擎。該頻域轉(zhuǎn)換引擎和操作該引擎的方法可以提供監(jiān)視通信信道業(yè)務(wù)的能力，并可以具備檢測(cè)干擾特性的能力。關(guān)于現(xiàn)有干擾及其特性的數(shù)據(jù)可以向客戶提供例如判定通信信道是否可受到干擾損害的工具。


在說(shuō)明書(shū)的總結(jié)部分中特別指出并清楚地聲明了本發(fā)明的主題。但是，在借助附圖閱讀時(shí)，參考下文詳細(xì)的敘述可以最佳地理解關(guān)于本發(fā)明的組織和操作方法，以及本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1A是示出四個(gè)通信信道的相應(yīng)四個(gè)多頻信號(hào)的頻譜圖，蜂窩運(yùn)營(yíng)商可能在特定地理區(qū)域使用這些多頻信號(hào)，其中第二通信信道被干擾信號(hào)破壞；圖1B是示出五個(gè)通信信道的相應(yīng)五個(gè)多頻信號(hào)的頻譜圖，第二無(wú)線服務(wù)提供商/運(yùn)營(yíng)商可以在特定地理區(qū)域使用這些多頻信號(hào)，其中通信信道具有比圖1A中的通信信道更小的帶寬，其中兩對(duì)信道彼此相鄰；圖2A是示出根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的具有數(shù)字濾波器和數(shù)字移頻器的雙向中繼器實(shí)例的方框圖；圖2B是示出根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的具有數(shù)字濾波器、控制單元、性能監(jiān)視器和調(diào)制解調(diào)器的雙向中繼器實(shí)例的方框圖；圖3是示出圖2A的數(shù)字濾波器和移頻器塊的可能實(shí)施例的方框圖；圖4A至4C是示出圖3中數(shù)字濾波器1400A至1400D的頻率響應(yīng)的實(shí)例的頻譜圖；圖4D是示出在移位頻率處數(shù)字正弦信號(hào)的頻域表示實(shí)例的頻譜圖；圖4E和4F是示出移頻的通信信道的實(shí)例的頻譜圖；圖5A示出了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的多信道數(shù)字濾波配置或塊的方框圖；圖5B是示例性描述由圖5A的多信道數(shù)字濾波塊的上行鏈路路徑中的元件對(duì)信號(hào)影響的一系列頻譜圖；
圖5C是示例性描述由圖5A的多路徑數(shù)字濾波配置的下行鏈路路徑中的元件對(duì)信號(hào)影響的一系列頻譜圖；圖6A是根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的作為替代的數(shù)字濾波配置或塊140的方框圖，其包括快速傅里葉變換(“FFT”)、可編程幀成形和逆快速傅里葉變換(“IFFT”)；圖6B是示例性描述由圖6A的數(shù)字濾波塊中的每個(gè)元件對(duì)信號(hào)影響的一系列時(shí)域和頻譜圖；圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的另一個(gè)具有數(shù)字濾波器和數(shù)字移頻器的雙向中繼器實(shí)例的方框圖，其中可以調(diào)整和/或調(diào)節(jié)數(shù)字濾波器和移頻參數(shù)；圖8是顯示具有數(shù)字濾波系統(tǒng)和/或移頻的通信信道的方框圖，該數(shù)字濾波系統(tǒng)和/或移頻可以例如在基站前端前面與根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的塔式安裝放大器(TMA)或塔式頂端放大器(TTA)結(jié)合，該塔式安裝放大器(TMA)或塔式頂端放大器(TTA)用于和基站一起操作；圖9是描述根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波的方法的流程圖。
應(yīng)該理解，為了示例的簡(jiǎn)單和清楚起見(jiàn)，附圖中顯示的元件并沒(méi)有必要按照比例進(jìn)行繪制。例如，由于清楚起見(jiàn)，部分元件的尺寸相對(duì)于其它元件可能被放大。而且，在適當(dāng)?shù)那闆r下，可以在附圖中重復(fù)附圖標(biāo)記以表示相應(yīng)或相似的元件。
具體實(shí)施例方式
在下文的詳細(xì)描述中，闡述了許多特定的詳細(xì)內(nèi)容，以便提供對(duì)本發(fā)明的全面理解。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，可以不通過(guò)這些特定的詳細(xì)內(nèi)容實(shí)施本發(fā)明。另外，并沒(méi)有詳細(xì)描述眾所周知的方法、過(guò)程、組件和電路，以致于不會(huì)混淆本發(fā)明。
除非另外有特殊聲明，應(yīng)該理解，在整個(gè)說(shuō)明書(shū)的討論中，使用的術(shù)語(yǔ)諸如“處理”、“計(jì)算”、“運(yùn)算”、“確定”等涉及計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、或類似的電子計(jì)算設(shè)備的動(dòng)作和/或處理，這些電子計(jì)算設(shè)備把諸如計(jì)算系統(tǒng)的寄存器和/或存儲(chǔ)器內(nèi)的電子量的表示為物理量的數(shù)據(jù)，操作和/或變換成其它數(shù)據(jù)，該其它數(shù)據(jù)類似地表示為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)器、寄存器或其它這種信息存儲(chǔ)器、傳輸或顯示設(shè)備內(nèi)的物理量。
本發(fā)明的實(shí)施例可以包括用于執(zhí)行這里操作的設(shè)備。這種設(shè)備可以是專用的，或者可以使用通過(guò)計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序選擇性激活或重新配置的通用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)這種設(shè)備。這種計(jì)算機(jī)程序可以被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，例如但并不局限于任何類型的磁盤，包括軟盤、光盤、CD-ROM、磁光盤、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、電可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)、磁卡或光卡、或者適合用于存儲(chǔ)電子指令、并且能夠連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總線的任何其它類型的介質(zhì)。
這里提出的方法和顯示并不是固有地與任何特定的計(jì)算機(jī)或其它設(shè)備相關(guān)。根據(jù)本文的教導(dǎo)，可以使用具有程序各種通用系統(tǒng)，或者可以證實(shí)構(gòu)造更專用的設(shè)備以執(zhí)行期望的方法更為方便。從下面的敘述中將清楚得到用于各種這些系統(tǒng)的期望結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明的實(shí)施例并沒(méi)有參照任何特定的編程語(yǔ)言進(jìn)行敘述。應(yīng)該明白，可以使用各種編程語(yǔ)言來(lái)執(zhí)行本文所敘述發(fā)明的教導(dǎo)。
現(xiàn)在參考圖2A，圖2A中示出了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的具有數(shù)字濾波器和數(shù)字移頻塊140U的雙向中繼器100的方框圖。雙向中繼器100可以包括兩個(gè)基本部分(A)接收來(lái)自移動(dòng)設(shè)備(例如蜂窩電話)的信號(hào)并將信號(hào)重新發(fā)送到基站的上行鏈路部分；和(B)接收來(lái)自基站或上行中繼器的信號(hào)并將信號(hào)重新發(fā)送到移動(dòng)設(shè)備或下行中繼器的下行鏈路部分。
首先從左到右觀看圖2A中的上行鏈路部分(A)，可存在輸入濾波器110U，對(duì)于本實(shí)例，該輸入濾波器110U可以是射頻(“RF”)濾波器，或者更具體來(lái)說(shuō)，它可以是被調(diào)諧到通過(guò)例如800至830MHz的工作頻帶范圍中的頻率的濾波器。輸入RF濾波器110U可以接收來(lái)自天線的信號(hào)，并可以將位于一個(gè)或多個(gè)通信信道的頻率范圍的待中繼的頻率傳送到下變頻器120U。下變頻器120U可以將接收信號(hào)與給定頻率的正弦或余弦信號(hào)混頻，以使接收信號(hào)可以被下變頻為中頻(“IF”)信號(hào)?；蛘?，該接收的信號(hào)可以被直接下變頻為期望的RF信號(hào)。輸入RF濾波器110U或下變頻器120U或二者都可以包括信號(hào)放大器(在圖2中未示出)。模數(shù)(“A/D”)轉(zhuǎn)換器130U可以例如以60M采樣/每秒的速率對(duì)IF信號(hào)進(jìn)行采樣，并可以產(chǎn)生表示采樣的IF信號(hào)的數(shù)字信號(hào)。代表IF信號(hào)的數(shù)字信號(hào)可以進(jìn)入數(shù)字濾波器和移頻塊140U。
現(xiàn)在參考圖3，圖3中顯示了數(shù)字濾波器和移頻塊140U的示意性實(shí)施例的方框圖，該數(shù)字濾波器和移頻塊140U包括例如數(shù)字濾波器1400A至1400D、混頻器146A和146B、數(shù)字正弦發(fā)生器144A和144B。在數(shù)字濾波器和移頻塊140U中實(shí)現(xiàn)的移頻器可以是數(shù)字的。輸入塊140U的數(shù)字信號(hào)可以通過(guò)多個(gè)數(shù)字濾波器1400A至1400D中的每個(gè)數(shù)字濾波器進(jìn)行濾波，每個(gè)數(shù)字濾波器的輸出可以通過(guò)加法器142或功能等效的設(shè)備進(jìn)行組合。數(shù)字濾波器140U中的每個(gè)濾波器可以具有單獨(dú)和不同的頻率響應(yīng)，例如不相關(guān)定義的頻率響應(yīng)。數(shù)字濾波器140U和/或140D可以包括任何數(shù)量的數(shù)字濾波器和/或?yàn)V波器的組合，圖3中的四個(gè)數(shù)字濾波器1400A至1400D僅作為例子描述。
在通信領(lǐng)域中數(shù)字濾波器是眾所周知的。可以使用單個(gè)處理器或多個(gè)處理器，例如使用數(shù)字信號(hào)處理器(“DSP”)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波組，或者可以在例如現(xiàn)場(chǎng)可編程數(shù)字濾波器的單用途或多用途專用數(shù)字濾波電路上實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波器組。在圖3的實(shí)例中，顯示了五個(gè)分立的數(shù)字濾波電路。作為本發(fā)明實(shí)施例的一部分，數(shù)字濾波器1400A至1400D可以是現(xiàn)場(chǎng)可編程數(shù)字濾波器(“FPDF”)。也就是說(shuō)，每個(gè)濾波器的轉(zhuǎn)移函數(shù)和其頻率響應(yīng)都可以根據(jù)需要進(jìn)行編程、重新編程或調(diào)整。
現(xiàn)在參考圖4A至圖4C，圖中顯示了圖3的數(shù)字濾波器1400A至1400D可能的頻率響應(yīng)的實(shí)例，其中數(shù)字濾波器1400A至1400D可以分別對(duì)應(yīng)在圖1A中舉例說(shuō)明的第一至第四通信信道。也就是說(shuō)，可以分別設(shè)置或調(diào)整每個(gè)數(shù)字濾波器1400A至1400D的脈沖響應(yīng)或頻率轉(zhuǎn)移特性，以便通過(guò)位于濾波器的相應(yīng)通信信道的載波/中心頻率上或其周圍數(shù)字信號(hào)的頻率分量。例如，數(shù)字濾波器1400A可以采用轉(zhuǎn)移函數(shù)進(jìn)行編程，該轉(zhuǎn)移函數(shù)具有峰值在圖1A中顯示的第一通信信道的載波頻率上或其周圍的帶通頻率響應(yīng)。數(shù)字濾波器1400C可以采用轉(zhuǎn)移函數(shù)進(jìn)行編程，該轉(zhuǎn)移函數(shù)具有峰值在圖1B中顯示的第三通信信道的載波/中心頻率上或其周圍的帶通頻率響應(yīng)，由于圖1B中顯示的信道比圖1A顯示的信道窄，因此數(shù)字濾波器1400C可以具有比濾波器1400A更小的帶寬。
圖3的數(shù)字濾波器1400B1和1400B2可以被串聯(lián)配置，如圖4B中所示，每個(gè)數(shù)字濾波器可以被編程成具有與其它數(shù)字濾波器部分重疊的帶通頻率響應(yīng)。組合濾波器所產(chǎn)生的頻率響應(yīng)的應(yīng)用可以排除干擾信號(hào)，如排除在圖1A的運(yùn)營(yíng)商A的第二信道中顯示的干擾信號(hào)。如果在通信信道的頻帶中存在干擾信號(hào)，濾波器可以被配置為在干擾信號(hào)的頻率上或其周圍產(chǎn)生具有兩個(gè)子頻帶或陷波頻帶或阻帶的頻率響應(yīng)。例如，如圖1A中所示，通信信道(第二通信信道)可以具有在例如824MHz和849MHz(已知的蜂窩頻帶)之間的頻率分量，而且例如來(lái)自鄰國(guó)的電視信號(hào)的干擾信號(hào)可能具有例如839MHz至840MHz的頻帶。濾波器1400B1和1400B2可以被配置成產(chǎn)生頻率響應(yīng)，用于通過(guò)在蜂窩頻帶之間的絕大部分頻率分量，并排除和抑制在例如839MHz至840MHz之間的頻率分量，從而阻止干擾信號(hào)通過(guò)數(shù)字濾波器140U進(jìn)行傳播和中繼或重新發(fā)送。可以使用多種濾波器設(shè)計(jì)，例如陷波濾波器、阻帶濾波器、兩個(gè)子頻帶濾波器、或任何其它合適的濾波器和/或?yàn)V波器的組合，來(lái)產(chǎn)生選擇的濾波響應(yīng)。例如，選擇的濾波響應(yīng)可以具有通過(guò)通信信道的絕大部分頻率分量、和抑制或排除在通信信道頻帶內(nèi)的干擾信號(hào)的頻率分量的性質(zhì)。這樣，對(duì)干擾信號(hào)的頻率響應(yīng)可以基于預(yù)定的、例如預(yù)期的干擾圖案，例如但并不局限于來(lái)自鄰國(guó)的電視信號(hào)，或者響應(yīng)于實(shí)際接收的干擾信號(hào)，例如可能預(yù)先并不知道的臨時(shí)隨機(jī)信號(hào)。
具有期望轉(zhuǎn)移函數(shù)的數(shù)字濾波器的物理設(shè)計(jì)在本領(lǐng)域中是眾所周知的。盡管上文提到了特定的濾波器和轉(zhuǎn)移函數(shù)，但是可以使用目前已知的或?qū)⒃谖磥?lái)設(shè)計(jì)的任何數(shù)字濾波器和轉(zhuǎn)移函數(shù)組合作為本發(fā)明的一部分。而且，單個(gè)或多個(gè)濾波器可以包括本領(lǐng)域眾所周知的ASIC和FPGA和/或DSP引擎，其可以響應(yīng)于干擾信號(hào)的頻率分量偏移進(jìn)行重新編程。也就是說(shuō)，如果干擾信號(hào)的頻帶改變，可以手動(dòng)地或自動(dòng)地重新編程該數(shù)字濾波器或多個(gè)濾波器，以便移位陷波或阻帶區(qū)域，從而對(duì)應(yīng)干擾信號(hào)的頻帶?？梢愿淖兿莶V波器的性能，以便優(yōu)化信道性能。例如，通過(guò)重新編程和/或修改各種如濾波器帶寬、衰減、延遲的參數(shù)，通過(guò)修改濾波器斜率，或者通過(guò)提供線性相位，和最小輸入/輸出頻帶延遲變化等，就可以實(shí)現(xiàn)信道性能的這種優(yōu)化。
如圖3中所示，具有三個(gè)數(shù)字移頻單元。第一移頻單元可以包括例如數(shù)字正弦信號(hào)發(fā)生器114A，其用于在移頻Fshift1處產(chǎn)生如數(shù)字控制振蕩器的數(shù)字正弦信號(hào)，還包括將數(shù)字正弦信號(hào)與如數(shù)字濾波器1400D的數(shù)字濾波器的輸出進(jìn)行混頻的數(shù)字混頻器146A。第二移頻單元可以包括用于在移頻Fshift2處產(chǎn)生數(shù)字正弦信號(hào)的數(shù)字正弦信號(hào)發(fā)生器144B，還包括將數(shù)字正弦信號(hào)與數(shù)字信號(hào)加法器142的輸出進(jìn)行混頻的數(shù)字混頻器146B。第三移頻單元可以包括用于在移頻Fshift3處產(chǎn)生數(shù)字正弦信號(hào)的數(shù)字正弦信號(hào)發(fā)生器144C，還包括用于將數(shù)字正弦信號(hào)與如1400C的數(shù)字濾波器的輸入進(jìn)行混頻的數(shù)字混頻器146C。信號(hào)移位單元可以將施加于其上的信號(hào)的頻率偏移由它們各自的數(shù)字正弦發(fā)生器產(chǎn)生的數(shù)字正弦信號(hào)的頻率。圖4D顯示了數(shù)字正弦信號(hào)的頻譜圖，該數(shù)字正弦信號(hào)呈現(xiàn)為在信號(hào)頻率(Fshift)處的脈沖。圖4E顯示了描述單個(gè)通信信道的頻率分量移位的頻譜圖，如應(yīng)用移頻器給數(shù)字濾波器140的輸入或輸出所產(chǎn)生的結(jié)果。圖4F顯示了描述多個(gè)通信信道的頻率分量移位的頻譜圖，正如應(yīng)用數(shù)字移頻器給數(shù)字信號(hào)加法器142的輸出產(chǎn)生的結(jié)果。
通常，將數(shù)字信號(hào)和數(shù)字正弦信號(hào)混頻可以引起數(shù)字信號(hào)頻率分量移位正弦信號(hào)的頻率。移位可以是頻率向上或向下移動(dòng)，通過(guò)該過(guò)程還可以產(chǎn)生諧波。這樣，可以使用濾波器隔離期望的頻帶。如果需要的話，可以使用數(shù)字濾波器從混頻器146A和146A的輸出中去除諧波。
現(xiàn)在回到圖2A，圖2A中顯示了直接在數(shù)字濾波器和移頻塊140U之后的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(“D/A”)150U。D/A 150U可以將塊140U的數(shù)字信號(hào)輸出轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，然后可以通過(guò)上變頻器160U將該模擬信號(hào)上變頻為在輸入RF濾波器110U處接收的原始頻率?？梢允褂幂敵鰹V波器170U去除可能由上變頻器160U引入信號(hào)的諧波。上變頻器160U和輸出RF濾波器170U中的任一元件或二者都可以包括信號(hào)放大器(在圖2A中未示出)。然后，經(jīng)濾波的信號(hào)可以傳播到傳輸天線，并從傳輸天線傳播出去。
雙向中繼器100的下行流或下行鏈路(B)部分基本上可以與上面討論的上行流部分(A)成鏡像。一個(gè)區(qū)別可以是輸入RF濾波器110D、數(shù)字濾波器和數(shù)字移頻塊140D以及輸出RF濾波器170D可以被調(diào)諧為接收和通過(guò)下行通信信道的頻率，這與通過(guò)在上行通信信道上或其周圍的頻率相反。
每個(gè)濾波器設(shè)置的特定頻帶可以取決于通信信道、上行和下行的特定頻率，運(yùn)營(yíng)商可能希望在特定的地理位置內(nèi)中繼所述頻率。在圖1A和圖1B中顯示的頻率僅僅是這種通信信道頻率的實(shí)例。在圖2A中的上行和下行信道之間沒(méi)有區(qū)別。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)明白，在蜂窩系統(tǒng)或在任何其它的雙向無(wú)線通信系統(tǒng)中，可以存在每個(gè)與下行通信信道相應(yīng)的上行通信信道?？梢怨潭ㄉ闲行诺李l率和下行信道頻率之間的關(guān)系，或者可以通過(guò)移動(dòng)設(shè)備和基站之間的協(xié)商或單獨(dú)設(shè)置在每個(gè)上行信道頻率和下行信道頻率。
現(xiàn)在參考圖2B，圖2B中顯示了本發(fā)明實(shí)施例的方框圖，包括控制單元200，該控制單元200被連接到數(shù)字濾波器140U和140D，并接收來(lái)自性能監(jiān)視器180的性能數(shù)據(jù)?？刂茊卧?00可以編程和/或調(diào)整數(shù)字濾波器140U或140D中的每個(gè)數(shù)字濾波器1400A至1400D(在圖3中顯示)的配置、參數(shù)和因此產(chǎn)生的濾波特性?？刂茊卧?00可以基于遠(yuǎn)程接收的指令(例如，經(jīng)由調(diào)制解調(diào)器或其它外部來(lái)源)、或者響應(yīng)從性能監(jiān)視器180接收的性能信號(hào)，基于在參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)210A和210B中存儲(chǔ)的參數(shù)，來(lái)編程或調(diào)整每個(gè)數(shù)字濾波器1400A、1400B、1400C或1400D。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，控制單元200可以編程或調(diào)整特定的數(shù)字濾波器1400A、1400B、1400C或1400D、或集中地編程或調(diào)整數(shù)字濾波器組140U和140D的參數(shù)和/或數(shù)字濾波系數(shù)，以便適應(yīng)與特定通信信道或通信信道的集合相關(guān)的操作或性能需求。例如，控制單元200可以編程與圖1A中第一通信信道的頻帶對(duì)應(yīng)的數(shù)字濾波器1400A-1400D中的一個(gè)濾波器。這樣，控制單元200可以用能產(chǎn)生帶通頻率響應(yīng)特性的數(shù)字濾波器配置和系數(shù)來(lái)產(chǎn)生或生成數(shù)字濾波器1400A、1400B、1400C或1400D，該帶通頻率響應(yīng)特性與圖1A中的第一通信信道的中心頻率和帶寬相一致?？刂茊卧?00可以采用配置和系數(shù)來(lái)編程或調(diào)整第二數(shù)字濾波器，以產(chǎn)生具有和圖1A中第二通信信道的中心頻率和帶寬相一致的帶通頻率響應(yīng)特性的第二數(shù)字濾波器1400A、1400B、1400C或1400D，并在帶通區(qū)域中具有陷波。
同樣，在同一數(shù)字濾波器組140U或140D中，如在上面直接提到的第一和第二數(shù)字濾波器組中一樣，控制單元200可以編程第三數(shù)字濾波器來(lái)濾波如圖1B中顯示的第五信道單個(gè)窄帶通信信道，或一組如圖1B中顯示的第三和第四通信信道的相鄰窄帶信道。每個(gè)數(shù)字濾波器1400A-1400D可以采用獨(dú)特和獨(dú)立的配置和系數(shù)進(jìn)行編程，并可以具有完全與數(shù)字濾波器組140U或140D中任何其它濾波器的配置和系數(shù)不相關(guān)的頻率響應(yīng)。
控制單元200可以響應(yīng)來(lái)自性能監(jiān)視器180的信號(hào)，調(diào)整濾波器的配置和/或系數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，性能監(jiān)視器180可以監(jiān)視如信號(hào)延遲、相移、在一個(gè)或多個(gè)濾波器和/或系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)其它組件上的增益的參數(shù)。例如，如果性能監(jiān)視器指示控制器在濾波器1400A-1400D中的一個(gè)上的信號(hào)延遲、相移和/或信號(hào)損耗超過(guò)了門限值，控制單元200可以調(diào)整或改變數(shù)字濾波器的配置，以進(jìn)行相應(yīng)地補(bǔ)償。通常，與相對(duì)較為簡(jiǎn)單的配置相比，復(fù)雜的濾波器配置可以提供更為精確定義和增強(qiáng)的濾波參數(shù)；然而，這種增強(qiáng)參數(shù)的獲得可以濾波器上的時(shí)間延遲和相移為代價(jià)。因此，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，如果控制單元200確定特定的濾波器1400A至1400D具有過(guò)量的延遲和/或相移，那么控制器可以將該特定濾波器重新編程或調(diào)整為較簡(jiǎn)單的配置?？梢允謩?dòng)地和/或自動(dòng)地執(zhí)行這種重新編程。盡管較簡(jiǎn)單的濾波器配置可能產(chǎn)生較差的特性，如在濾波器頻帶的邊緣上較小、更不確定的斜率，但是可以顯著地提高這種配置的延遲和/或相移值。在另一個(gè)實(shí)例中，控制單元200可以編程數(shù)字濾波器1400A、1400B、1400C或1400D，以使其具有足夠的帶寬來(lái)通過(guò)多個(gè)相鄰?fù)ㄐ判诺?，例如圖1B中的第三和第四信道的的頻率分量。應(yīng)該理解，在某些的操作條件下，諸如當(dāng)使用數(shù)字濾波器1400A、1400B、1400C或1400D中的一個(gè)濾波兩個(gè)通信信道時(shí)，修改數(shù)字濾波器的配置和系數(shù)，以便具有更寬的帶通區(qū)域和/或更短和更不確定的斜率是有益的。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，控制單元200可以基于在數(shù)據(jù)庫(kù)210A和210B中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)、或者基于從例如經(jīng)調(diào)制解調(diào)器220等的遠(yuǎn)程來(lái)源接收的數(shù)據(jù)、或者基于這兩者的組合，來(lái)動(dòng)態(tài)地改變?nèi)魏我粋€(gè)濾波器1400A-1400D的配置和系數(shù)。數(shù)據(jù)庫(kù)210A可以存儲(chǔ)與下行鏈路轉(zhuǎn)換有關(guān)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫(kù)210B可以存儲(chǔ)與上行鏈路轉(zhuǎn)換有關(guān)的數(shù)據(jù)。例如，控制器可以通過(guò)調(diào)制解調(diào)器220接收指令，以便將當(dāng)前配置為通過(guò)僅僅一個(gè)通信信道的濾波器的帶寬重新配置為現(xiàn)在通過(guò)兩個(gè)通信信道。可以基于在數(shù)據(jù)庫(kù)210A和210B中的數(shù)據(jù)，來(lái)指示控制單元200重新配置濾波器，以及/或者可以經(jīng)調(diào)制解調(diào)器220向控制單元200提供新的配置和系數(shù)。而且，可以例如經(jīng)調(diào)制解調(diào)器220，將來(lái)自遠(yuǎn)程源的新濾波器配置和系數(shù)數(shù)據(jù)首先上載到數(shù)據(jù)庫(kù)210A和210B中，之后控制單元200可以接收指令，基于新的數(shù)據(jù)來(lái)重新配置濾波器1400A、1400B、1400C和/或1400D。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，可以經(jīng)調(diào)制解調(diào)器220將來(lái)自性能監(jiān)視180的性能監(jiān)視數(shù)據(jù)發(fā)送到控制單元200。
現(xiàn)在參考圖8，圖8中顯示了適于作為常規(guī)蜂窩基站、常規(guī)中繼器、或具有接收機(jī)的任何其它通信系統(tǒng)的輸入級(jí)的本發(fā)明實(shí)施例。在圖8顯示的實(shí)施例中，可以具有前置濾波級(jí)115，它可以包括例如低噪聲放大器(“LNA”)和衰減器。RF單元125可以包含下變頻器，它可以將前置濾波塊的輸出下變頻為中頻(“IF”)信號(hào)。在RF單元125中或者在數(shù)字濾波塊140U中可以包括A/D轉(zhuǎn)換器(未顯示)。通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器可以將下變頻過(guò)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并按照如上所述內(nèi)容(參見(jiàn)在圖2、圖3和圖4A-G中的上行鏈路部分A)，通過(guò)在數(shù)字濾波塊140U中的數(shù)字濾波器來(lái)濾波數(shù)字信號(hào)。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)明白，如果使用了具有足夠高采樣速率的A/D轉(zhuǎn)換器，可以不需要模擬信號(hào)到中頻的下變頻。通常，為了獲得模擬信號(hào)的準(zhǔn)確數(shù)字表示，需要模擬信號(hào)中最高頻率分量?jī)杀兜牟蓸铀俾省＿@樣，對(duì)中頻信號(hào)的下變頻可以允許使用較慢和較便宜的A/D轉(zhuǎn)換器，然而這不是必需的。
一旦產(chǎn)生了表示接收的模擬信號(hào)的數(shù)字信號(hào)，可以按照尚未參照?qǐng)D3和4A至4F所述的內(nèi)容，來(lái)執(zhí)行干擾信號(hào)的濾波和通信信道的移頻。數(shù)字濾波器1400A、1400B、1400C或1400D可以被配置為產(chǎn)生多個(gè)轉(zhuǎn)移特性或頻率響應(yīng)中的任何一個(gè)轉(zhuǎn)移特性或頻率響應(yīng)，這包括窄帶干擾信號(hào)的陷波濾波。
一旦濾波，通過(guò)使用D/A轉(zhuǎn)換器(未顯示)，可以將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換回模擬信號(hào)。如果例如在數(shù)字化信號(hào)之前，先前使用了對(duì)應(yīng)的下變頻步驟，可以上變頻D/A轉(zhuǎn)換器的輸出。D/A轉(zhuǎn)換器可以是數(shù)字濾波塊140U的一部分或RF單元125的一部分。如果使用上變頻器，那么它可以是RF單元125的一部分。
如圖8中所示，本發(fā)明上述實(shí)施例的模擬輸出可以提供給常規(guī)基站的RF輸入級(jí)，或者提供給常規(guī)中繼器的輸入級(jí)、或者提供給用作RF通信系統(tǒng)一部分的任何其它接收機(jī)。
現(xiàn)在參考圖5A，圖5A中顯示了根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的圖8中塊140U的多徑數(shù)字濾波配置的方框圖。圖5A的濾波配置可以具有多個(gè)平行的信號(hào)路徑，在這些信號(hào)路徑中每個(gè)信號(hào)路徑可以引起多個(gè)濾波元件。第一和第二信號(hào)路徑可以包括數(shù)字下變頻器、基帶數(shù)字濾波器和數(shù)字上變頻器。參照?qǐng)D5B和圖5C，圖5B中顯示了一系列的頻譜圖，這些頻譜圖示例性描述了在圖5A的多徑數(shù)字濾波塊上面路徑中元件對(duì)輸入信號(hào)的影響，圖5C中顯示了一系列的頻譜圖，這些頻譜圖示例性描述了在圖5A的多路徑數(shù)字濾波塊下面路徑中元件對(duì)輸入信號(hào)的影響。如圖5B和5C中所示，數(shù)字下變頻器可以向下移位數(shù)字信號(hào)的頻率分量，例如移位由第一數(shù)字正弦信號(hào)源提供的第一數(shù)字正弦信號(hào)(FDDC)的頻率。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，可以使用數(shù)字基帶濾波器來(lái)濾波下變頻或向下移位的數(shù)字信號(hào)，數(shù)字上變頻器可以上變頻或向上移位該數(shù)字基帶濾波器輸出的頻帶，例如，上變頻或向上移位由第一或第二數(shù)字正弦信號(hào)源提供的數(shù)字正弦信號(hào)(FDUC)的頻率。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，每個(gè)數(shù)字下變頻器和每個(gè)數(shù)字上變頻器可以與單獨(dú)的數(shù)字(例如正弦)信號(hào)源相關(guān)聯(lián)，其中可以單獨(dú)地控制每個(gè)數(shù)字信號(hào)源，以提供在信號(hào)源操作范圍內(nèi)的任何頻率的單獨(dú)數(shù)字信號(hào)?？梢允褂脝为?dú)的配置和/或?yàn)V波器系數(shù)來(lái)編程每個(gè)基站頻帶數(shù)字濾波器。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，通過(guò)控制單元200可以單獨(dú)地調(diào)整或控制數(shù)字轉(zhuǎn)換器、數(shù)字上變頻器、它們相關(guān)的數(shù)字信號(hào)源和每個(gè)數(shù)字基帶濾波器。
現(xiàn)在參考圖6A，圖6A中顯示了可作為替代的數(shù)字濾波塊140的方框圖，在該數(shù)字濾波塊中通過(guò)使用數(shù)據(jù)成幀單元1401、頻譜分析器(例如快速傅里葉變換(“FFT”)引擎)1402、可編程幀整形單元1403和逆快速傅里葉變換(“IFFT”)引擎1404可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)濾波；現(xiàn)在參考圖6B，圖6B中顯示了一系列時(shí)域和頻譜圖，這些時(shí)域和頻譜圖示例性描述了在圖6A的數(shù)字濾波塊中的每個(gè)元件對(duì)信號(hào)的影響。
根據(jù)圖6A的示例性濾波系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)據(jù)成幀單元1401可以將采樣的數(shù)據(jù)流分解成單獨(dú)的數(shù)據(jù)幀。這些幀可以部分重疊或不部分地重疊，每個(gè)幀可以通過(guò)快速傅里葉變換引擎1402、或一些其它的時(shí)域到頻域轉(zhuǎn)換塊。由FFT引擎1402輸出的每個(gè)數(shù)據(jù)幀可以通過(guò)可編程FFT幀整形塊1403。該幀成形塊可以被編程為抑制或陷波濾出(notch out)與不希望有的頻率分量相關(guān)的幀的部分，并且不影響或可選地，提高與感興趣頻率相關(guān)幀中的單元?？梢允褂肐FFT引擎1404將頻域幀轉(zhuǎn)換回時(shí)域幀，該頻域幀已經(jīng)通過(guò)幀成形單元或塊。然后，可以將這些幀重新組合成代表時(shí)域中的原始數(shù)據(jù)流的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流，但是去除了不想要的頻率分量，并未影響或增強(qiáng)想要的頻率分量。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，通過(guò)控制單元200可以編程可編程的FFT幀成形單元1403。根據(jù)在控制單元200中編程的指令，通過(guò)可編程FFT幀成形單元可以手動(dòng)或自動(dòng)地完成去除不想要的頻率分量。此外，控制單元200可以包括調(diào)制解調(diào)器，該調(diào)制解調(diào)器可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問(wèn)，以遠(yuǎn)程地去除不想要的頻率分量、或遠(yuǎn)程地編程控制單元200。
與圖3和圖5A中顯示的數(shù)字濾波配置或塊相比，圖6A的濾波配置可以允許通過(guò)使用例如三個(gè)處理元件，即FFT引擎1402、可編程FFT幀整形單元1403和IFFT引擎1404，來(lái)執(zhí)行大量不相鄰的通信信道例如，帶寬和中心頻率變化的通信信道的濾波。在這兩種濾波方法之間另外的顯著區(qū)別在于下面的事實(shí)，即常規(guī)的數(shù)字濾波器完全在時(shí)域中操作，而圖6A的濾波塊在去除或取消與不想要的頻率分量相對(duì)應(yīng)的值之前，將數(shù)字時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換到頻域中。由于將數(shù)字時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)的過(guò)程通常計(jì)算強(qiáng)度很大，這樣可能引入長(zhǎng)的延遲，因此這種處理以前并沒(méi)有考慮用于實(shí)時(shí)的數(shù)字信號(hào)濾波。這種處理就本發(fā)明而言可以很有用和有價(jià)值，例如，為了離線地檢測(cè)和/或識(shí)別重復(fù)發(fā)生的干擾模式，以便如上所述可以在隨后處理這種預(yù)期的圖案。為了在以后便于參考，可以在存儲(chǔ)器中記錄或存儲(chǔ)所檢測(cè)和/或識(shí)別的預(yù)期模式歷史。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，頻域轉(zhuǎn)換引擎和操作該引擎的方法可以提供監(jiān)視通信信道業(yè)務(wù)的能力，并且能夠檢測(cè)干擾特性。關(guān)于現(xiàn)有干擾及其特性的數(shù)據(jù)可以向如客戶的終端用戶提供判定該通信信道是否可被干擾損害的工具。
現(xiàn)在參考圖7，圖7中示出了根據(jù)本發(fā)明的雙向中繼器100的其它可能實(shí)施例。如圖2A和2B的雙向中繼器一樣，存在兩部分(A)上行流或上行鏈路部分，和(B)下行流或下行鏈路部分。而且，如圖2的實(shí)施例一樣，除了將它們調(diào)諧用于通過(guò)和重新發(fā)送的頻率之外，上行鏈路和下行鏈路部分實(shí)質(zhì)上可以彼此鏡像。
請(qǐng)看圖7的雙向中繼器100的下行流或下行鏈路部分(B)，可以具有包含輸入RF濾波器110D的雙工器。輸入RF濾波器110D可以通向前置濾波級(jí)115D，前置濾波級(jí)115D可以包括低噪聲放大器(“LNA”)和衰減器。前置濾波塊115D的輸出可以輸入RF單元125D，RF單元125D可以下變頻該輸出，并且還可以包括A/D轉(zhuǎn)換器。數(shù)字塊140D中的數(shù)字濾波器和數(shù)字移頻器可以類似于圖2A、2B、3或4A至4C中描述的數(shù)字濾波器和數(shù)字移頻器，或者可以包括適合于本發(fā)明的任何其它的數(shù)字濾波器和數(shù)字移頻器。數(shù)字濾波塊140D的輸出可以輸入到RF單元125D，RF單元125D可以上變頻該輸出，并且還可以包括D/A轉(zhuǎn)換器。功率放大器塊145D可以包括例如，衰減器、高功率放大器和功率監(jiān)控器。自動(dòng)增益控制電路(“AGC”)可以調(diào)整衰減器，以使從功率放大器塊145D的輸出信號(hào)基本上保持穩(wěn)定。AGC可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益設(shè)置、自動(dòng)增益平衡和/或自動(dòng)振蕩保護(hù)。功率放大器塊145D的輸出信號(hào)可以傳播到雙工器并通過(guò)雙工器，該雙工器包括輸出濾波器170D。
如圖2A和2B的雙向中繼器100一樣，可以將圖7的雙向中繼器100配置為中繼上行流方向中在特定載波/中心頻率上或其周圍的通信信道的特定集合，和/或中繼下行流方向中在特定的載波頻率上或其周圍的通信信道的特定集合?？梢哉{(diào)整數(shù)字塊140U和140D中的數(shù)字濾波器和數(shù)字移頻器，以便僅僅通過(guò)位于相關(guān)通信信道的載波頻率或其周圍的頻率。通過(guò)使用數(shù)字移頻器，可以移位一個(gè)或多個(gè)通信信道的頻率分量?？梢钥紤]由于上變頻或下變頻所產(chǎn)生的載波頻率偏移，并在數(shù)字濾波器中補(bǔ)償載波頻率偏移。而且，可以調(diào)整本發(fā)明的雙向中繼器100，用于陷波濾出通信信道的頻帶內(nèi)的窄帶噪聲干擾。
圖7還示出了連接到沿著上行流和下行流信號(hào)路徑的各個(gè)點(diǎn)的性能監(jiān)視器180?？梢允褂帽O(jiān)視器180來(lái)跟蹤監(jiān)視，中繼器100的各種元件上的如增益、時(shí)間延遲和相位的特性，這些元件包括單獨(dú)的數(shù)字濾波器。監(jiān)視器180可以向控制器200發(fā)送指示所監(jiān)視特性的信號(hào)，控制器200可以響應(yīng)該監(jiān)視信號(hào)對(duì)中繼器100的各種元件進(jìn)行調(diào)整，這些元件包括單獨(dú)的數(shù)字濾波器和移頻器組140U?？刂破?00可以基于在數(shù)據(jù)庫(kù)210A和210B中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)以及通過(guò)調(diào)制解調(diào)器220接收的指令或數(shù)據(jù)，來(lái)改變?yōu)V波器的配置和系數(shù)?？梢越?jīng)調(diào)制解調(diào)器220向遠(yuǎn)程位置發(fā)送性能監(jiān)視數(shù)據(jù)。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)明白，所描述的本發(fā)明可以用于各種類型的無(wú)線或有線通信系統(tǒng)，這包括但并不局限于塔式安裝放大器、無(wú)線、有線、電纜或光纖服務(wù)器，例如，其中必須濾除窄帶干擾的位置、和/或相位線性和濾波參數(shù)必須是可軟件編程的位置、和/或在通信信道中可能出現(xiàn)干擾的時(shí)刻。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，提供了用于信號(hào)濾波的方法。參照?qǐng)D9可以看到，在塊90中可以采樣接收的信號(hào)，并可以產(chǎn)生與時(shí)域中接收的信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)流。在塊91中，可以根據(jù)與一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)的通信信道相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)頻帶集合來(lái)濾波流。在塊92中，可以基于一個(gè)或多個(gè)選擇的參數(shù)來(lái)配置一個(gè)或多個(gè)通信信道。該方法可以進(jìn)一步包括，在塊93中，在模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣之前將接收的信號(hào)下變頻為中頻，和/或在塊94中，將數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出上變頻為輸出射頻濾波器。在塊95中，該方法可以包括將濾波塊的輸出轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。在一些實(shí)施例中，濾波可以包括，在塊96中，將來(lái)自時(shí)域的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換到頻域；整形數(shù)據(jù)流的幀；將來(lái)自頻域的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換回時(shí)域。
在其他的實(shí)施例中，信號(hào)濾波方法可以包括監(jiān)視信號(hào)流特性；向控制器指示信號(hào)流特性；如果信號(hào)流特性不在預(yù)定的范圍內(nèi)，就重新配置一個(gè)或多個(gè)濾波元件。在一些實(shí)施例中，信號(hào)流特性的監(jiān)視可以包括獲得信號(hào)、延遲信號(hào)、移位信號(hào)的相位。在一些實(shí)例中，監(jiān)視包括經(jīng)調(diào)制解調(diào)器向遠(yuǎn)程位置發(fā)送信號(hào)流特性。
在其他實(shí)施例中，信號(hào)濾波方法可以包括實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益設(shè)置、自動(dòng)增益平衡和/或振蕩控制。在其它的實(shí)施例中，該方法可以包括分析業(yè)務(wù)負(fù)載。
盡管本文已經(jīng)示例和描述了本發(fā)明的特定特征，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以想到許多修改、替換、改變和等效。因此，應(yīng)該理解附屬的權(quán)利要求書(shū)旨在覆蓋位于本發(fā)明真實(shí)精神范圍內(nèi)的所有這種修改和改變。
權(quán)利要求
1.一個(gè)信號(hào)濾波系統(tǒng)，包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，適于采樣接收的信號(hào)，并在時(shí)域中產(chǎn)生與接收信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)流；數(shù)字信號(hào)處理單元，用于執(zhí)行所述接收信號(hào)的頻譜分析；濾波子系統(tǒng)，用于基于所述頻譜分析的結(jié)果來(lái)濾波所述數(shù)據(jù)流，該濾波子系統(tǒng)具有一個(gè)或多個(gè)數(shù)字濾波元件，每個(gè)濾波元件適于濾波與一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)通信信道相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)頻帶集合；以及控制器，用于基于一個(gè)或多個(gè)所選擇的參數(shù)來(lái)配置所述一個(gè)或多個(gè)數(shù)字濾波元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的信號(hào)濾波系統(tǒng)，還包括下變頻器，用于在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣之前，將所述接收信號(hào)下變頻到中頻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的信號(hào)濾波系統(tǒng)，還包括下變頻器，用于在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣之前，將所述接收信號(hào)下變頻到期望的射頻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的信號(hào)濾波系統(tǒng)，還包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器，用于將所述濾波塊的輸出轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的信號(hào)濾波系統(tǒng)，還包括上變頻器，適于將來(lái)自所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出上變頻到輸出射頻濾波器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的信號(hào)濾波系統(tǒng)，其中一個(gè)或多個(gè)所述濾波元件包括可編程數(shù)字濾波器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的信號(hào)濾波系統(tǒng)，其中一個(gè)或多個(gè)所述濾波元件包括時(shí)域到頻域轉(zhuǎn)換引擎、幀整形單元和頻域到時(shí)域轉(zhuǎn)換引擎。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的信號(hào)濾波系統(tǒng)，其中所述頻域轉(zhuǎn)換引擎是快速傅里葉變換引擎。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的信號(hào)濾波系統(tǒng)，其中所述頻域到時(shí)域轉(zhuǎn)換引擎是逆快速傅里葉變換引擎。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的信號(hào)濾波系統(tǒng)，還包括性能監(jiān)視單元，用于監(jiān)視通過(guò)所述系統(tǒng)的信號(hào)流特性，并向所述控制器指示所述信號(hào)流特性，其中所述控制器適于如果所述信號(hào)流特性不在預(yù)定的范圍內(nèi)，就重新配置所述一個(gè)或多個(gè)濾波元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的信號(hào)濾波系統(tǒng)，其中所述監(jiān)視的信號(hào)流特性包括從由信號(hào)增益、信號(hào)延遲和信號(hào)相移構(gòu)成的組中選擇的至少一個(gè)參數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的信號(hào)濾波系統(tǒng)，其中所述控制器能夠通過(guò)所述調(diào)制解調(diào)器向遠(yuǎn)程位置發(fā)送所述信號(hào)流特性。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的信號(hào)濾波系統(tǒng)，包括增益控制單元，適于如果所述信號(hào)流特性不在預(yù)定的范圍內(nèi)，就遠(yuǎn)程地重新配置所述一個(gè)或多個(gè)濾波元件。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的信號(hào)濾波系統(tǒng)，其中所述控制器適于如果所述信號(hào)流特性不在預(yù)定的范圍內(nèi)，就自動(dòng)重新配置所述一個(gè)或多個(gè)濾波元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求10的信號(hào)濾波系統(tǒng)，其中所述控制器適于執(zhí)行自動(dòng)增益控制。
16.根據(jù)權(quán)利要求10的信號(hào)濾波系統(tǒng)，其中所述控制器適于自動(dòng)執(zhí)行增益平衡。
17.根據(jù)權(quán)利要求10的信號(hào)濾波系統(tǒng)，其中所述控制器適于執(zhí)行振蕩保護(hù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求10的信號(hào)濾波系統(tǒng)，其中所述控制器適于分析業(yè)務(wù)負(fù)載。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的信號(hào)濾波系統(tǒng)，其中一個(gè)或多個(gè)所述濾波元件被配置為用于通過(guò)一個(gè)或多個(gè)選擇的頻帶。
20.根據(jù)權(quán)利要求1的信號(hào)濾波系統(tǒng)，其中一個(gè)或多個(gè)所述濾波元件被配置為用于阻塞一個(gè)或多個(gè)選擇的頻帶。
21.根據(jù)權(quán)利要求1的信號(hào)濾波系統(tǒng)，其中一個(gè)或多個(gè)所述濾波元件被配置為用于在干擾信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)選擇頻帶上或其周圍進(jìn)行陷波。
22.一種信號(hào)濾波的方法，包括采樣接收的信號(hào)，并在時(shí)域產(chǎn)生與接收信號(hào)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)流；根據(jù)與一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)通信信道相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)頻帶集合來(lái)濾波所述流；以及基于一個(gè)或多個(gè)所選擇的參數(shù)來(lái)配置所述一個(gè)或多個(gè)通信信道。
23.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，還包括在所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣之前，將所述接收信號(hào)下變頻到中頻。
24.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，還包括將所述濾波塊的輸出轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。
25.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，還包括將所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器的輸出上變頻到輸出射頻濾波器。
26.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，其中濾波包括將來(lái)自時(shí)域的所述數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換到頻域；整形所述數(shù)據(jù)流的幀；以及將所述數(shù)據(jù)流從頻域轉(zhuǎn)換回時(shí)域。
27.根據(jù)權(quán)利要求30的方法，還包括監(jiān)視信號(hào)流特性；向所述控制器指示該信號(hào)流特性；如果該信號(hào)流特性不在預(yù)定的范圍內(nèi)，就重新配置所述一個(gè)或多個(gè)濾波元件。
28.根據(jù)權(quán)利要求35的方法，其中監(jiān)視信號(hào)流特性包括獲得信號(hào)；延遲該信號(hào)；以及移位該信號(hào)的相位。
29.根據(jù)權(quán)利要求35的方法，其中監(jiān)視包括通過(guò)所述調(diào)制解調(diào)器向遠(yuǎn)程位置發(fā)送所述信號(hào)流特性。
30.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，還包括執(zhí)行自動(dòng)增益設(shè)置。
31.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，還包括執(zhí)行自動(dòng)增益平衡。
32.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，還包括執(zhí)行振蕩控制。
33.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，還包括自動(dòng)分析業(yè)務(wù)負(fù)載。
34.一種蜂窩通信系統(tǒng)的基站，所述基站包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，適于采樣接收的信號(hào)，并在時(shí)域產(chǎn)生與接收信號(hào)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)流；數(shù)字信號(hào)處理單元，用于執(zhí)行所述接收信號(hào)的頻譜分析；濾波子系統(tǒng)，用于濾波所述數(shù)據(jù)流，該濾波子系統(tǒng)具有一個(gè)或多個(gè)數(shù)字濾波元件，每個(gè)濾波元件適于濾波與一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)通信信道相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)頻帶集合；以及控制器，用于基于一個(gè)或多個(gè)所選擇的參數(shù)來(lái)配置所述一個(gè)或多個(gè)數(shù)字濾波元件。
35.一種用于蜂窩通信系統(tǒng)的中繼器，所述中繼器包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，適于采樣接收的信號(hào)，并在時(shí)域產(chǎn)生與接收信號(hào)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)流；數(shù)字信號(hào)處理單元，用于執(zhí)行所述接收信號(hào)的頻譜分析；濾波子系統(tǒng)，用于濾波所述數(shù)據(jù)流，該濾波子系統(tǒng)具有一個(gè)或多個(gè)數(shù)字濾波元件，每個(gè)濾波元件適于濾波與一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)通信信道相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)頻帶集合；控制器，用于基于一個(gè)或多個(gè)所選擇的參數(shù)來(lái)配置所述一個(gè)或多個(gè)數(shù)字濾波元件。
全文摘要
一種信號(hào)濾波系統(tǒng)和方法，其可以和中繼器或基站輸入級(jí)聯(lián)合使用。該系統(tǒng)可以包括用于采樣接收的信號(hào)，并在時(shí)域中產(chǎn)生與接收信號(hào)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)流的模數(shù)轉(zhuǎn)換器；具有一個(gè)或多個(gè)數(shù)字濾波元件的數(shù)字塊，其中每個(gè)所述一個(gè)或多個(gè)濾波元件用于濾波與一個(gè)或多個(gè)通信信道相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)頻帶集合；和控制器，其用于基于在數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的參數(shù)和/或基于經(jīng)調(diào)制解調(diào)器接收的參數(shù)，來(lái)配置所述的一個(gè)或多個(gè)數(shù)字濾波元件。
文檔編號(hào)H04B1/707GK1972153SQ200610137199
公開(kāi)日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2006年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月6日
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